Бактерии проявляют «злопамятное» поведение, чтобы избавиться от «безбилетников»

Исследовательская группа под руководством Йоркского университета изучила систему чувства кворума у бактерий — сложную форму кооперации, позволяющую регулировать экспрессию генов в зависимости от плотности популяции.

Учёные обнаружили, что бактериальные колонии могут намеренно вредить самим себе, чтобы избавиться от «безбилетников» — штаммов-«читеров», которые потребляют общие ресурсы (например, ферменты, расщепляющие пищу), но не производят их.

«Мы не ожидали увидеть такое поведение, которое можно даже назвать "злопамятным". Но оно указывает, что чувство кворума — невероятно гибкий инструмент для обеспечения справедливости», — говорит старший автор исследования, доцент Эндрю Экфорд.

Исследователи смоделировали ситуацию, когда «безбилетничество» становится повсеместным. Модель показала, что система чувства кворума может подавить «читеров», даже если от этого пострадает всё сообщество — аналогично отмене банкета, если на него проник незваный гость. В крайних случаях, при отсутствии другой пищи, это может привести к голоданию всей колонии.

«Наша модель описывает и вероятность, с которой штаммы-«читеры» захватят популяцию, и среднее время до вымирания популяции», — поясняет соавтор Питер Дж. Томас.

Поскольку чувство кворума играет ключевую роль в бактериальных инфекциях (например, при поражении лёгких у пациентов с муковисцидозом), авторы надеются, что результаты помогут понять механизмы колонизации и найти новые методы лечения.